CN101497939B - 一种铁矿球团粘结剂的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铁矿球团粘结剂的生产方法，其特征在于：以氯醇法环氧丙烷皂化排放渣为主要原料，经筛分、搅拌、干燥，至水分8％-25％，输入主辅料预混反应器；经过干燥处理后的氯醇法环氧丙烷皂化排放渣与碱性增氧剂氧化钙CaO 15％-35％和氧化镁MgO4％-5％、增强剂硼砂Na₂B₄O₅(OH)₄·8H₂O 0.7-1.2％、稳定剂活性氧化钼0.3-0.7％充分混合搅拌，去除皂化排放渣中的有害游离物质，细磨制成粒度分布为80-300目的粉体铁矿球团粘结剂。本发明生产成本低，化工固体排放物得到再生资源化利用，整个工艺过程中没有二次废水、废渣产生，是新一代铁矿球团粘结剂的环境友好生产技术。

Description

一种铁矿球团粘结剂的生产方法

技术领域

本发明涉及一种生产铁矿球团粘结剂的方法，特别涉及一种以氯醇法环氧丙烷皂化排放渣为主要原料生产铁矿球团粘结剂的方法。

背景技术

铁矿球团是一种细粒铁精矿的造块方法，它是富矿资源日益枯竭、贫矿资源大量开发利用的结果。球团矿是一种优质的高炉炼铁原料。我国球团矿生产长期存在着铁精矿粒度粗、水分大，作为粘结剂的膨润土的配加量偏高等问题，严重影响了我国球团矿生产的经济效益和球团矿的质量。目前国内普遍采用氢氧化钙溶液(俗称石灰乳)作为皂化剂，有的电石乙炔法生产氯乙烯的工业企业，利用电石泥代替部分石灰乳做皂化剂，降低直接生产费用。采用石灰乳及电石泥做皂化剂的技术特点是原料易得，技术简单，操作方便，但存在着皂化排放渣量大，对周边环境造成严重污染的弊病。另外，随着我国炼铁行业的发展，对冶炼入炉原料---球团粘结剂的需求量逐年提高，膨润土无疑是一种有效的球团粘结剂，既可提高生球强度和爆裂温度，又可在造球过程中控制水分，故为国内外大多数球团厂使用，但其主要成分为二氧化硅和三氧化二铝等，用其生产的球团矿为酸性球团矿，存在着降低高炉入炉品味，增加焦比、增加高炉冶炼渣量、降低高炉产量的缺点。而我国球团矿生产长期存在着铁精矿粒度粗、水分大，作为粘结剂的膨润土的配加量偏高等问题，大比例的膨润土配加量严重影响了我国球团矿生产的经济效益和球团矿的质量。

发明内容

本发明克服了上述存在的缺陷，目的是为使现有氯醇法环氧丙烷皂化排放渣得到资源化充分利用，同时有利于消除环境污染，提供一种以氯醇法环氧丙烷皂化排放渣为主要原料生产铁矿球团粘结剂的生产工艺。

本发明铁矿球团粘结剂的生产方法内容简述：

本发明铁矿球团粘结剂的生产方法，其特征在于：生产铁矿球团粘结剂的方法是：

(1)、以氯醇法环氧丙烷皂化排放渣为主要原料，氯醇法环氧丙烷皂化排放渣经筛分机筛分及强力搅拌机搅拌之后进入一号缓冲平衡仓，由预压螺旋给料机以20-26MPa的压力送入浓料泵中；

(2)、再由浓料泵以20-26MPa的压力泵出，至打散装置打散后进入WJG型旋翼式强制流态化刮壁式干燥机中进行干燥，至水分8％-25％，输入主辅料预混反应器；

(3)、经过干燥处理后的氯醇法环氧丙烷皂化排放渣与碱性增氧剂氧化钙CaO 15％-35％和氧化镁MgO 4％-5％、增强剂硼砂Na₂B₄O₃(OH)₄·8H₂O 0.7-1.2％、稳定剂活性氧化钼M0.3-0.7％充分混合搅拌，在500℃-650℃，常压条件下进行反应，反应15-30min，去除皂化排放渣中的有害游离物质，之后由DSM研磨机细磨制成粒度分布为80-300目的粉体铁矿球团粘结剂。

生产铁矿球团粘结剂的工艺流程是：由鼓风机和链条燃煤热风炉集中提供热风，筛分机、强力搅拌机、一号缓冲平衡料仓、预压螺旋给料机、浓料泵、打散装置依次相连进行主要原料氯醇法环氧丙烷皂化排放渣的输送，使其进入WJG型旋翼式强制流态化刮壁式干燥机干燥脱水，二号缓冲平衡料仓、螺旋给料器、主辅料预混反应器依次相连为反应提供设备条件，三号缓冲平衡料仓、斗式提升机、DSM研磨机依次相连实现半成品物料的研磨过程；一号旋风分离器、一号引风机实现了干燥机粉料的回收，二号旋风分离器、二号引风机实现了反应器粉料的回收，三号旋风分离器、三号引风机实现了研磨机粉料的回收，脉冲除尘器、水浴塔、浓缩池、射流泵设备依次相连实现尾气的深度处理，通过烟囱达标排放，铁矿球团粘结剂产品进入成品料仓储存。

其工艺控制参数均为质量百分数，包括：

(1)皂化排放渣干燥脱水后含水量：8％-25％；

(2)碱性增氧剂含量：氧化钙15％-35％、氧化镁4％-5％；

(3)增强剂含量：硼砂Na₂B₄O₅(OH)₄·8H₂O 0.7-1.2％；

(4)稳定剂含量：活性氧化钼0.3-0.7％；

(5)反应温度为500℃-650℃；

(6)反应时间为15-30min；

(7)产品颗粒粒径：80-300目。

在主辅料预混反应器12内部设有旋翼搅拌装置，底部设有热风进口，由链条燃煤热风炉2提供热风以保证反应所需温度并有促进物料充分混合的作用，其顶部设有气体出口，与二号旋风分离器17及二号引风机21相连，以回收反应完全的细微颗粒物料。

利用本发明铁矿球团粘结剂生产球团矿，爆裂温度高于550℃，球团矿干球抗压强度大于3200个。

本发明铁矿球团粘结剂性能良好，用于生产球团矿，生产工艺条件与钠基膨润土完全相同，完全可以取代添加球团矿中的钠基膨润土粘结剂，生产的球团矿抗压强度完全可以满足生产的要求，球团矿焙烧温度1200℃，球团矿无粘连现象。球团矿粘结剂在球团生产中氧化固结效果显著，它能提高生球强度、调剂原料水分、稳定造球作业，提高物料的成核率和降低生球长大速度，使生球粒度小而均匀。同时球团矿粘结剂还能够提高生球的热稳定性，既提高了生球的爆裂温度和生球干燥速度，缩短了干燥时间，又提高了干球强度和成品球团矿的强度，实现了提高品位、降低能耗和提高产量的目的。本发明的优点为：采用氯醇法环氧丙烷皂化排放渣为原料，生产成本低，化工固体排放物得到再生资源化利用，整个工艺过程中没有二次废水、废渣产生，是新一代铁矿球团粘结剂的环境友好生产技术。

附图说明

图1是生产铁矿球团粘结剂的工艺流程图

图中：1是包括鼓风机、2是链条燃煤热风炉、3是筛分机、4是强力搅拌机、5是一号缓冲平衡料仓、6是预压螺旋给料机、7是浓料泵、8是打散装置、9是WJG型旋翼式强制流态化刮壁式干燥机、10是二号缓冲平衡料仓、11是螺旋给料器、12是主辅料预混反应器、13是三号缓冲平衡料仓、14是斗式提升机、15是DSM研磨机、16是一号旋风分离器、17是二号旋风分离器、18是三号旋风分离器、19是成品料仓、20是一号引风机、21是二号引风机、22是三号引风机、23是烟囱、24是水浴塔、25是脉冲除尘器、26是浓缩池、27是射流泵。

具体实施方式

本发明铁矿球团粘结剂的生产方法是这样实现的，下面结合附图做具体说明。

见图1，以氯醇法环氧丙烷皂化排放渣为主要原料生产铁矿球团粘结剂的设备包括：鼓风机1、链条燃煤热风炉2、筛分机3、强力搅拌机4、一号缓冲平衡料仓5、预压螺旋给料机6、浓料泵7、打散装置8、WJG型旋翼式强制流态化刮壁式干燥机9、二号缓冲平衡料仓10、螺旋给料器11、主辅料预混反应器12、三号缓冲平衡料仓13、斗式提升机14、DSM研磨机15、一号旋风分离器16、二号旋风分离器17、三号旋风分离器18、成品料仓19、一号引风机20、二号引风机21、三号引风机22、烟囱23、水浴塔24、脉冲除尘器25、浓缩池26和射流泵27。

筛分机3与强力搅拌机4相连，强力搅拌机4与一号缓冲平衡仓5相连，一号缓冲平衡仓5与预压螺旋给料机6相连，预压螺旋给料机6与浓料泵7相连，浓料泵7与打散装置8相连，打散装置8与WJG型旋翼式强制流态化刮壁式干燥机9物料入口相连，而WJG型旋翼式强制流态化刮壁式干燥机9热空气入口与链条燃煤热风炉2出口相连，链条燃煤热风炉2入口与鼓风机1出口相连，WJG型旋翼式强制流态化刮壁式干燥机9物料出口与二号缓冲平衡料仓10物料入口相连，二号缓冲平衡料仓10中的物料进入螺旋给料器11再送入主辅料预混反应器12，其热空气入口与链条燃煤热风炉2出口相连；主辅料预混反应器12物料出口与三号缓冲平衡料仓13物料入口相连，三号缓冲平衡料仓13物料出口与斗式提升机14相连，斗式提升机14与DSM研磨机15物料入口相连，DSM研磨机15吹扫空气入口与鼓风机1出口相连；WJG型旋翼式强制流态化刮壁式干燥机9水汽出口与一号旋风分离器16入口相连，一号旋风分离器16颗粒料出口与二号缓冲平衡料仓10回收口相连，一号旋风分离器16气体出口与一号引风机20入口相连，一号引风机20出口一路与水浴塔24相连，另一路与链条燃煤热风炉2相连；在主辅料预混反应器12内部设有旋翼搅拌装置，底部设有热风进口，与链条燃煤热风炉2顶部设有的气体出口相连，主辅料预混反应器12气体出口再与二号旋风分离器17及二号引风机21相连，二号引风机21出口与水浴塔24相连；二号旋风分离器17颗粒料出口与DSM研磨机15回收料入口相连；DSM研磨机15出料口与三号旋风分离器18入口相连，三号旋风分离器18气体出口与三号引风机22入口相连，三号引风机22出口与脉冲除尘器25入口相连，脉冲除尘器25气体出口与水浴塔24相连；脉冲除尘器25颗粒料出口与成品料仓19相连，成品料仓19同时与三号旋风分离器18颗粒料收集口相连；水浴塔24气体出口与烟囱23相连，水浴塔24喷淋液体出口与浓缩池26相连，浓缩池26与射流泵27相连，射流泵27出口再与水浴塔24液体喷淋口相连。

链条燃煤热风炉2是本工艺中的集中热源，关键设备之一，采用三穹多孔配风链条燃烧热风炉形式，该链条燃煤热风炉2适烧煤种广，节能高效，耐热强度高，使用寿命长，可确保产生600万大卡的热量和1100℃出口温度，满足干燥机作业的要求。WJG型旋翼式强制流态化刮壁式干燥机9是本工艺中的关键设备之二，反向双旋翼结构可使皂化排放渣在其腔内充分弥散，以强化皂化排放渣与热风的换热效果，提高了皂化排放渣传热效率，缩短了物料传质时间，使物料在干燥机9内停留时间短，热交换效率高，处理量大。

以氯醇法环氧丙烷皂化排放渣为主要原料生产铁矿球团粘结剂的工艺方法，其中涉及的百分数均为质量百分数：

皂化排放渣堆场的氯醇法环氧丙烷皂化排放渣含水35％-75％，经过筛分机3筛分及强力搅拌机4搅拌之后进入一号缓冲平衡仓5，之后由预压螺旋给料机6以一定的压力送入浓料泵7中，再由浓料泵7以高压的方式泵出，高压泵出的皂化排放渣经过二级、三级密封式管道输送，最后由打散装置8将皂化排放渣打散后进入WJG型旋翼式强制流态化刮壁式干燥机9中进行干燥，干燥所需热风由链条燃煤热风炉2提供，而链条燃煤热风炉2所用风源由鼓风机1提供；氯醇法环氧丙烷皂化排放渣在WJG型旋翼式强制流态化刮壁式干燥机9中干燥脱水，至水分8％-25％，蒸发的水汽随炙热空气在一号引风机20的抽吸作用下进入一号旋风分离器16，分离掉的皂化排放渣细微颗粒进入二号缓冲平衡料仓10；一号引风机20出口的汽相，一部分去水浴塔24除尘处理，通过烟囱23排空，另一部分循环进入链条燃煤热风炉2回收热量；干燥后的大部分皂化排放渣由WJG型旋翼式强制流态化刮壁式干燥机9底部出料口进入二号缓冲平衡料仓10，与一号旋风分离器16分离出的皂化排放渣细微颗粒汇合之后由螺旋给料器11输入主辅料预混反应器12，在这里与碱性增氧剂氧化钙CaO 15％-35％和氧化镁MgO 4％-5％、增强剂硼砂Na₂B₄O₅(OH)₄·8H₂O0.7-1.2％、稳定剂活性氧化钼MO 0.3-0.7％充分混合搅拌，同样由链条燃煤热风炉2提供热能，在500℃-650℃，常压条件下进行反应，反应15-30min，使碱性增氧剂氧化钙CaO和氧化镁MgO、增强剂硼砂Na₂B₄O₅(OH)₄·8H₂O、稳定剂活性氧化钼与皂化排放渣中的有害游离物发生充分的化学反应，除去有害物质；反应过程中产生的二氧化碳CO₂流态化气体夹带着皂化排放渣细微颗粒和部分水汽由主辅料预混反应器12的上部气体排放口离开，由二号引风机21抽吸进入二号旋风分离器17中进行气-固分离，分离后的细微颗粒进入DSM研磨机15的上部回收料入口进行回收，净化后的气体在二号引风机21的增压下进入水浴塔24进一步脱除二氧化碳CO₂及水汽，水浴塔24采用射流泵27升压碱性水直接逆流喷射，将主辅料预混反应器12出口气体中的水分冷却，并吸收掉二氧化碳CO₂，然后碱性水再回流至浓缩池26循环使用；该股气体经水浴塔24冷却后，温度由100℃冷却至60℃直接通过烟囱23排空；水浴塔24内部设有机械填料和活性炭填料，同时设有药剂除臭装置，确保尾气达到排放标准。主辅料预混反应器12内部反应完成的中间物料由其下部的出料口振荡排出，进入三号缓冲平衡料仓13，由斗式提升机14送入DSM研磨机15的上部给料口；DSM研磨机15由电动机通过减速机带动磨盘转动，同时鼓风机1将空气从DSM研磨机15的进风口吹入磨腔内，物料从下料口落在磨盘中央，由于离心力作用，物料从磨盘中央向磨盘边缘移动，经过磨盘上的环形槽时，受到磨辊的碾压而粉碎，被粉碎的物料继续向磨盘边缘移动，直到被风环处的气流带走，而大颗粒物料又掉落到磨盘上继续粉碎；气流中的物料经过DSM研磨机15上部的分级机时，在导向叶片的作用下，粗料从锥斗落到磨盘上，细粉随气流一齐出磨，在三号引风机22的抽吸作用下，经过三号旋风分离器18收集，被收集的粉料即为DSM研磨机15磨出的铁矿球团粘结剂产品，进入成品料仓19；通过调节DSM研磨机15分级机转子的转速，便可达到产品所需的粗细度，使产品颗粒粒径达到80-300目或区间的粒度分布。三号旋风分离器18出口气体进入脉冲除尘器25进一步深度除尘，之后进入水浴塔24再次除尘处理，之后通过烟囱23排空。

实施例一

本发明铁矿球团粘结剂生产用原料具体配比均为质量百分数，如下：包括干燥后含水10％的皂化排放渣75％、氧化钙20％、氧化镁4％，增强剂硼砂0.7％，稳定剂活性氧化钼0.3％，将上述原料用本发明所采用的装置及工艺方法，使其在主辅料预混反应器13中充分混合均匀，然后在550℃，常压条件下反应20min，再用研磨机15细磨制成粒度分布为80-300目的粉体，即为本发明铁矿球团粘结剂产品。

采用本发明生产的铁矿球团粘结剂产品生产球团矿，原料成份为质量百分数，如下：

(1)优质的双大铁精粉：主要成分包括T_Fe61.35％、CaO 1.29％、MgO1.9％、SiO₂ 4.22％。

(2)本发明铁矿球团粘结剂：主要成分含CaO 21.6％、MgO4.3％、Na₂O0.018％、B₂O₃ 0.76％、活性氧化钼0.32％、以氯醇法环氧丙烷皂化排放渣73.02％。

在正常的球团矿生产工艺条件下，本发明的铁矿球团粘结剂配加量为3％，进行造球、烘干、焙烧所生产的球团矿各项工艺指标如下：

生球抗压强度(N/个)：13.2

生球落下强度(次/个)：3.8

干球抗压强度(N/个)：3248

干球爆裂温度(℃)：＞550

焙烧1200℃球团矿无粘连现象。

用本发明铁矿球团粘结剂生产的球团矿，其化学成分检测结果如下：

T_Fe：60.26％

SiO₂：4.544％

CaO：2.618％

MgO：1.705％

Al₂O₃：1.487％

B₂O₃：0.132％

活性氧化钼：0.102％

Na₂O：0.010％

P：0.045％

S：0.0023％

本发明铁矿球团粘结剂用于生产球团矿中的各种工艺指标：爆裂温度高于550℃，球团矿抗压强度大于3200个，焙烧温度1200℃无粘连现象，而生球粘结性能良好，且生产工艺条件与钠基膨润土完全相同，完全可以取代钠基膨润土作为铁矿球团生产中的粘结剂使用。

实施例二

本发明铁矿球团粘结剂生产用原料具体配比均为质量百分数，如下：所取原料包括含水20％的皂化排放渣63.5％、氧化钙30％、氧化镁5％，增强剂硼砂1.0％，稳定剂活性氧化钼0.5％；将上述原料用本发明所采用的装置及工艺方法，在主辅料预混反应器12中充分混合均匀，然后在650℃，常压条件下反应30min，再用研磨机15细磨制成粒度分布为80-300目的粉体，即为本发明铁矿球团粘结剂产品。

采用本发明生产的铁矿球团粘结剂产品生产球团矿，原料成份如下：

(1)优质的双大铁精粉：主要成分包括T_Fe61.25％、CaO 1.27％、MgO2.0％、SiO₂ 4.32％。

(2)本发明铁矿球团粘结剂：主要成分含CaO34.4％、MgO5.7％、Na₂O0.038％、B₂O₃ 1.1％、活性氧化钼0.6％、以氯醇法环氧丙烷皂化排放渣58.2％。

在正常的球团矿生产工艺条件下，本发明的铁矿球团粘结剂配加量为2％，进行造球、烘干、焙烧所生产的球团矿各项工艺指标如下：

生球抗压强度(N/个)：13.5

生球落下强度(次/个)：4.1

干球抗压强度(N/个)：3286

干球爆裂温度(℃)：＞550

焙烧1200℃球团矿无粘连现象。

用本发明的铁矿球团粘结剂生产的球团矿，其化学成分检测结果如下：

T_Fe：60.20％

SiO₂：4.312％

CaO：2.375％

MgO：1.788％

Al₂O₃：1.576％

B₂O₃：0.140％

活性氧化钼：0.131％

Na₂O：0.012％

P：0.045％

S：0.0019％

本发明铁矿球团粘结剂用于生产球团矿中的各种工艺指标：爆裂温度高于550℃，球团矿抗压强度大于3200个，球团矿焙烧温度1200℃，球团矿无粘连现象，而生球粘结性能良好，且生产工艺条件与钠基膨润土完全相同，完全可以取代钠基膨润土作为铁矿球团生产中的粘结剂使用。

Claims (4)

1.一种铁矿球团粘结剂的生产方法，其特征在于：

(1)、以氯醇法环氧丙烷皂化排放渣为主要原料，氯醇法环氧丙烷皂化排放渣经筛分机筛分及强力搅拌机搅拌之后进入一号缓冲平衡仓，由预压螺旋给料机以20-26MPa的压力送入浓料泵中；

(2)、再由浓料泵以20-26MPa的压力泵出，至打散装置打散后进入WJG型旋翼式强制流态化刮壁式干燥机中进行干燥，至水分8％-25％，输入主辅料预混反应器；

(3)、经过干燥处理后的氯醇法环氧丙烷皂化排放渣与按质量百分数：碱性增氧剂氧化钙CaO 15％-35％和氧化镁MgO 4％-5％、增强剂硼砂Na₂B₄O₅(OH)₄·8H₂O 0.7-1.2％、稳定剂活性氧化钼0.3-0.7％充分混合搅拌，在500℃-650℃，常压条件下进行反应，反应15-30min，去除皂化排放渣中的有害游离物质，由研磨机细磨制成粒度分布为80-300目的粉体铁矿球团粘结剂。

2.根据权利要求1所述的铁矿球团粘结剂的生产方法，其特征在于：生产铁矿球团粘结剂的工艺流程是：由鼓风机(1)和链条燃煤热风炉(2)集中提供热风，筛分机(3)、强力搅拌机(4)、一号缓冲平衡料仓(5)、预压螺旋给料机(6)、浓料泵(7)、打散装置(8)设备依次相连，进行主要原料氯醇法环氧丙烷皂化排放渣的输送，使其进入WJG型旋翼式强制流态化刮壁式干燥机(9)干燥脱水；二号缓冲平衡料仓(10)、螺旋给料器(11)、主辅料预混反应器(12)设备依次相连，为反应提供设备条件，三号缓冲平衡料仓(13)、斗式提升机(14)、DSM研磨机(15)依次相连，实现半成品物料的研磨过程；经一号旋风分离器(16)、一号引风机(20)实现干燥机(9)粉料的回收，经二号旋风分离器(17)、二号引风机(21)实现反应器(12)粉料的回收，经三号旋风分离器(18)、三号引风机(22)实现研磨机(15)粉料的回收，经脉冲除尘器(25)、水浴塔(24)、浓缩池(26)、射流泵(27)设备依次相连，实现尾气的深度处理，通过烟囱(23)达标排放，铁矿球团粘结剂产品进入成品料仓(19)储存。

3.根据权利要求1所述的铁矿球团粘结剂的生产方法，其特征在于：在主辅料预混反应器(12)内部设有旋翼搅拌装置，底部设有热风进口，与链条燃煤热风炉(2)顶部设有的气体出口相连，主辅料预混反应器(12)气体出口与二号旋风分离器(17)入口相连，二号旋风分离器(17)出口与二号引风机(21)入口相连。

4.根据权利要求1所述的铁矿球团粘结剂的生产方法，其特征在于：利用本发明铁矿球团粘结剂生产球团矿，爆裂温度高于550℃，球团矿干球抗压强度大于3200个。

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